目录
第1章概述 (1)
1.1前言 (1)
第2章总体方案设计 (3)
2.1系统设计方案 (3)
2.2系统设计框图 (3)
第3章单元电路设计 (4)
3.1总电路的设计 (4)
3.2秒脉冲产生电路设计 (5)
3.3抢答电路设计 (5)
3.4定时电路设计 (7)
3.5控制电路设计 (7)
3.6报警电路设计 (8)
3.7译码、显示电路设计 (9)
第4章电路的仿真 (10)
总结 (14)
参考文献 (15)
附录元器件清单 (16)
第1章概述
1.1前言
抢答器在知识竞赛、文体娱乐活动（抢答赛活动）中，能准确、公正、直观地判断出抢答者的座位号。传统抢答器只是大概判断出抢答成功或犯规选手台号，无法显示出每个选手的抢答时间。而今抢答器可以通过数据来说明裁决结果的准确性、公平性。使比赛大大增加了娱乐性的同时，也更加公平、公正。
本课程设计主要设计一个六人抢答器电路。此抢答器需要满足在抢答过程中的实际功能。首先我们必须了解一下在一般比赛中的抢答规则。在主持说开始抢答后（题目已公布），选手开始抢答，第一名抢答的选手有效，其余的在抢答无效，在回答对问题后给于相应的加分。如在规定的时间后没有人抢答，则需要说抢答超时，即在抢答无效。若主持人没有说抢答开始，就开始抢答则属于犯规行为，抢答无效，并且一般还要给于提醒或扣分处罚。
所以我们将电路的功能设计如下：
在主持人说开始抢答后，即主持人打开抢答开关后，如果有选手按键，则显示选手号码，并且锁存，当然要保证，在此之后其他选手再次按键抢答器则不再显示选手号码，即在第一名选手按键后的其他选手再按键无效。若在主持人说开始抢答后在一定的时间内没有人按键抢答则要有报警，以示时间超时，此时主持人可以将抢答机会交给现场的其他观众。而在主持人没有说抢答开始，有人按键则电路报警，同时显示犯规选手的号码。当主持人将开关由开始抢答打到关闭抢答时，要将电路复位。
在本次课程设计中要求如下：
1、具有抢答开始后20秒倒计时，20秒倒计时后无人抢答显示超时，并报警；
2、能显示超前抢答台号并显示犯规报警；
3、系统复位后进入抢答状态，当有一路抢答键按下，该路抢答信号将其余各路抢答信号封锁，同时铃声响起，直至该路按键松开，显示牌显示该路抢答台号。
在了解抢答器电路要完成的功能之后，我通过翻阅《模拟电子技术基础》、《数字电子技术基础》、《电子技术课程设计实用教程》、《电子技术基础实验与课程设计》和《电子技术课程设计指导》等书，以及到各大学科网站翻阅资料。
其电路主要包括如下几部分：
1、输入抢答锁定电路、抢答者序号编码、译码电路和显示电路；
2、定时电路、声光报警电路；
3、控制逻辑电路、起动、复位电路；
4、犯规电路、超时报警电路等。
通过课本中的知识及翻阅资料可知，抢答锁存电路要用到芯片74LS279（R-S 触发器），抢答者序号编码要用到74LS148（8线-3线优先编码器），译码电路要用到74LS48（BCD七段译码驱动器），而显示电路要用到共阴极八段数码管，计时电路要用到74LS192（同步十进制可加\减计数器），当然要用到一些电阻和电容要通过计算获得。
利用以上芯片在完成各单元主要功能之后，将电路系统的连接起来，来完成电路的整体功能。当然每一部分电路可以分单独完成自己的功能，但不代表当将它们连接起来后就能完成总体功能，需要将其调试。
第2章总体方案设计
2.1系统设计方案
设计一个具有计时、锁存、显示、报警、复位等基本功能的六人抢答器，主要由编码译码电路（带锁存功能）、定时电路、时序控制电路、报警电路等组成。
2.2系统设计框图
图2-1 六人抢答器系统框图
如图2-1为系统框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清零”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置为“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。
第3章单元电路设计
3.1总电路的设计
抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间为20秒。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示。
参加选手在未开始抢答时按下抢答键，则犯规。显示器上显示选手的编号,并报警。
参加选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。
如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。
图3-1 六人抢答器原理总图
3.2秒脉冲产生电路设计
设计电路见图3-2所示。由555定时器构成的多谐振荡器是数字钟的核心部分，需要由它产生CLK信号控制着计数器的计数。振荡器的稳定性及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，一般来说555产生出来的秒脉冲不太稳定，所以我们需要在555定时器的5角处连一个C（10nf)的电容，达到精确及保护电路的作用，用555定时器组成多谐振荡器输出方波脉冲。
图3-2 555定时器秒脉冲产生电路图
3.3抢答电路设计
设计电路见图3-3所示。电路选用优先编码器74LS148,74LS48,LED数码管和锁存器74LS279来完成。
该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。工作过程：开关从右到右左，分别是J1、J2、J3、J4、J5、J6。最左边双向开关J9，当J9一端闭合接地时，行使的是预置数功能，当J9一端处于悬空时，整个抢答电路开始工作，如果J1到J6开关有闭合的,数码管会显示闭合开关的编号,当有选手将抢答按键按下时（如按下J1），74LS148的输出经74LS48译码器接到七段显示电路处于工作状态，1Q2Q3Q=001,经译码显示为“2”。此外，4Q＝1，使74LS148优先编码工作标志端（图中5号端）＝1，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开时，此
时由于4Q仍为1，使优先编码工作标志端为1，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将J9开关重新置为接地后再悬空，抢答方能再次开始。
图3-3 抢答电路设计电路图
3.4定时电路设计
该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制可逆计数器74LS192、
74LS48译码电路和2个7段数码管即相关电路组成。具体电路如图3-4所示。两块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。74LS192的预置数控制端由主持人控制开关J9实现预置数，当主持人端为低电平时,74LS192置数;当主持人端为高电平时,电路开始倒计时。当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果没有人抢答，且倒计时时间到时，输出低电平到时序控制电路，之后选手抢答无效,并报警。
图3-4 定时电路设计电路图
3.5控制电路设计
控制电路如图3-5所示，控制电路由定时电路和抢答电路共同构成。
定时部分的控制电路：由555芯片构成多谐振荡电路 ,74LS192的借位端经反相器的输出信号与555的输出信号相或，输出的信号再与74LS148的15号管
脚的输出信号或非。当借位端经反相器的输出信号和74LS148的15号管脚的输出信号都为低电平时，74LS192的输入脉冲根据555的输出信号变化；当借位端经反相器的输出信号和74LS148的15号管脚的输出信号都为高电平时，74LS192的输入脉冲被锁定在低电平，由于74LS192是由上升沿触发，当为低电平时，电路停止工作。
抢答部分的控制电路：抢答部分的控制电路由两个输入信号组成，一是74LS279的4Q端输出信号，二是74LS192的借位端经反相器的输出信号。两个信号中，只要有一个信号为高电平，电路就停止工作。当倒计时到零还没人抢答时，74LS192的借位端输出一个电平，经反相后，为高电平，电路停止工作。当倒计时还没到零时，有人抢答，74LS279的4Q端输出高电平信号，电路停止工作。
图3-5 控制电路设计电路图
3.6报警电路设计
如图3-6所示，由三极管、LED以及蜂鸣报警器共同构成报警电路，当外界给予一个报警信号，由三极管控制LED发光和蜂鸣报警器的鸣叫报警。
图3-6 报警电路设计电路图
3.7译码、显示电路设计
该部分是由译码器74LS48和一个共阴极7段显示器组成，主要完成数字的显示和译码功能，直观的反应电路的抢答器功能。通过显示管的显示，从而判断电路的工作状况，其工作状况如3-7原理图所示。
图3-7 译码显示电路图
第4章电路的仿真
启动Multism仿真软件，对该电路进行仿真，从图4-1可以看到整体的电路结构，由于此时仿真没有开始，所有电路都处于关闭状态。
图4-1总体电路仿真图
如图4-2所示，J9开关拨向接地端，抢答并未开始，倒计时始终显示20秒，此时J4开关闭合处于超前抢答，LED1发光蜂鸣器报警，并且抢答电路显示器显示超前抢答号数“4”。
图4-2 电路超前抢答报警，显示超强抢答组数
如图4-3所示，将J9开关拨向悬空端，六人抢答器此时可以抢答且倒计时开始，当倒计时显示到第17秒时，因为没有人抢答，所以抢答器继续工作，倒计时继续。
图4-3 已开始抢答，但过了3秒后还没人抢答，系统正在倒计时
如图4-4所示，倒计时显示到15秒时，J5开关闭合，第五组抢到该题，因此抢答电路显示器显示该组数“5”，此时倒计时停止，LED1发光二极管发光且蜂鸣报警器发出蜂鸣声。
图4-4 答题开始5秒后，第五组抢到该题，倒计时停止如图4-5所示，当第五组抢到该题时，电路锁死，第三组在第五组后虽然也按下抢答器按钮，但是此时电路只记忆第五组，故不显示第三组台号。
图4-5 第五组抢答后电路锁死，第三组按下抢答器无效
如图4-6所示，抢答开始直至倒计时结束也无人抢答该题，此时电路显示报警，发光二极管LED1发光且蜂鸣报警器发出蜂鸣声。
图
4-6 倒计时结束无人抢答该题，电路报警
总结
本次六人抢答器的设计，抢答器采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS279芯片实现对号码的锁存，采用74LS192实现十进制的减法计数，采用555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时功能，采用PNP型三极管2N2222来实现报警信号的输出。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有复位、计时和报警功能。主持人通过开关开启20秒倒计时开始抢答，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止，锁定当前抢答电路，保证抢答的优先性；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响并且发光二极管发光，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能，若超过抢答时间则抢答无效。
在用Multisim仿真过程中发现，555芯片产生的秒脉冲信号并不是特别稳定，计时准确性并不是很高，通过不断计算调整电容和电阻的值，使得多谐振荡器稳定性及频率的精确度达到一个比较优的水平，大幅提高了数字钟的计数准确度。最开始的计划是将超前抢答报警显示用一个单独共阴极七段数码管进行显示，但是发现电路就会变得特别复杂，后来经过不断精简改进才取消掉这一电路，用一个数码管能显示抢答显示和超前抢答报警显示。
本实验需要实现的功能较多，需要用到的电路知识也比较全面。我最开始制定的目标便是分块完成各个功能，最后再汇总。通过在网上搜索近似功能电路、查看部分电路参考，我们首先用Multisim对各分块电路进行仿真，有问题一个一个突破，保证分支部分不出错误，在设计中加深了对数电、模电、Multisim和Altium Designer的应用。
参考文献
[1] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础(第四版)[M].北京：高等教育出版社，2006.
[2] 阎石. 数字电子技术基础(第五版) [M].北京：高等教育出版社，2008.
[3] 陈明义. 电子技术课程设计实用教程(第3版) [M]. 长沙：中南大学出版社，2010.
[4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计[M].北京：电子工业出版社，2002.
[5] 韩建，全星慧，周围.电子技术课程设计指导[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2014.
附录元器件清单
元器件名称参数数量
8-3优先编码器74LS148 1
R-S锁存器74LS279 2 BCD七段显示译码管74LS48 3 十制同步加\减计数器74LS192 2
共阴极七段数码管555定时器
四-2输入或门BS201
CB555
74LS32
3
1
1
四-2输入与非门两个4输入与非门七引脚电阻排NPN型三极管
电阻
电阻
电阻
电阻
电阻
电阻
发光二极管
电容
电容
蜂鸣报警器
开关
74LS00
74LS20
200Ω
2N2222
10KΩ
100Ω
200Ω
1KΩ
580KΩ
680KΩ
LED
1uF
10nF
BUZZER
4
1
3
1
9
1
1
1
1
1
1
1
1
1
7
课程设计四人抢答器实验报告
课题：四人智力抢答器专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 设计日期： 成绩： 电气学院
四人智力抢答器设计报告 一、设计目的作用 1.掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。 2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。 二、设计要求 设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。当主持人说开始时，四人开始抢答，电路能判别出四路输入信号中哪一路是最先输入信号，并给出声、光、数码显示。 (1) 4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。 (2) 给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零和抢答的开始。 (3) 抢答器具有数据锁存的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手指示灯亮并立即锁存，同时扬声器给出音响提示，禁止其它选手抢答。抢答选手的指示灯一直保持到主持人将系统清零为止。 （4）选择B题的除了具有上述功能外，还要在声、光显示的同时，在数码管上显示选手的编号，编号一直保持到主持人将系统清零为止。 三、设计的具体实现 1、系统概述
电路主要由脉冲产生电路，锁存电路，编码及译码显示电路和音响产生电路。当有选手抢答时首先锁存，防止其它选手抢答，然后编码，再经4线7段译码器将数字显示到显示器上同时产生音响，电路结构系统如图： (1)以锁存其为中心的编码显示器 抢答信号的判断和锁存能够采用触发器或锁存器。若以四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统，编码的作用是把锁存器的输出转化为8421BCD码，进而送给7段显示译码器。其真值表为： 锁存器输出编码器输出 Q4 Q3 Q2 Q1 D C B A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0
数电实验报告 姓名：侯婉思 专业：通信工程 班级：1111 学号： 指导老师：田丽娜 四人竞赛抢答器实验报告 一．前言 现今，形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校、企事业单位及社会团体组织中，它为各种知识竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。 对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。 本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的高分辨率的4路抢答器。该抢答器为全数字集成电路设计，具有分组数多、分辨率高等优点。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有优先能力,定时及复位功能。主持人通过控制开关使抢答器达到复位的功能。 二．实验目的 1. 学习并掌握抢答器的工作原理及其设计方法 2. 熟悉各个芯片的功能及其各个管脚的接法。 3. 灵活运用学过的知识并将其加以巩固，发散思维，提高学生的动手能力和思维的缜密。 三．设计任务与要求 1、设计任务 设计一台可供4名选手参加比赛的竞赛抢答器。选手抢答时，数码显示选手组号。 2.设计要求： 抢答器的基本功能： 1.设计一个智力抢答器，可同时供四名选手或四个代表队参加比赛，编号为一，二，三，四，各用一个抢答按钮，分别用四个按钮S0——S3表示。 2.给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管清零）。 3.抢答器具有数据锁存和显示的功能，抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，此外，要封锁输入电路，实现优先锁存，禁止其他选手抢答，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
电气及自动化课程设计报告 题目：基于PLC的六路抢答器系统设计 课程：PLC原理与应用 学生姓名： 学生学号： 年级：14级 专业：自动化 班级：2班
指导教师： 机械与电气工程学院制 2017年6月 目录 1课程设计的任务和要求 (1) 1.1课程设计的任务 (1) 1.2课程设计的要求 (1) 2.PLC控制器的原理与组成 (1) 2.1PLC硬件系统 (1) 2.2PLC工作原理 (3) 2.3六人抢答器基本组成 (4) 2.4六人抢答器工作原理 (4) 3六人抢答器系统设计方案制定 (5) 3.1PLC选型 (5) 3.2六人抢答器系统的I/O口分配 (6) 4六人抢答器系统的软件设计 (7) 4.1PLC编程语言 (7) 4.2抢答器系统程序 (7)
4.2.1主持人控制端 (7) 4.2.2抢答成功与抢答犯规指示灯显示 (9) 4.2.3七段数码管显示 (9) 4.2.4蜂鸣器电路 (11) 5六人抢答器系统程序仿真 (12) 5.1抢答成功仿真 (12) 5.2抢答犯规及抢答超时仿真 (12) 5.3加减分及数码管显示 (13) 5.4抢答超时 (14) 6总结及心得体会 (14) 参考文献 (15)
基于PLC的六路抢答器系统设计 机械与电气工程学院自动化专业 1课程设计的任务和要求 1.1课程设计的任务 使用西门子S7-200PLC编写程序实现六路抢答器的系统设计并使用仿真软件进行其功能的实现。 1.2课程设计的要求 （1）主持人控制功能，具有开始抢答按钮和复位按钮； （2）主持人未按下开始抢答按钮时抢答为违规抢答，违规指示灯亮，蜂鸣器响； （3）抢答延时，超过20S无人抢答时此题作废，蜂鸣器长鸣； （4）抢答成功后，抢答成功指示灯亮，数码管显示抢答成功的队伍编号； （5）在抢答成功后，主持人根据回答的正确与否可以对该队伍进行加减分控制； （6）每次正确抢答时，只有第一位按下抢答按钮的队伍为有效抢答。 2.PLC控制器的原理与组成 2.1PLC硬件系统 可编程控制器，英文称ProgrammableLogicController，简称PLC。PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的入出，只要人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题[1]。
数字电路课程设计 一、设计任务和要求： 1. 抢答器同时供3名选手抢答，分别用3个按钮D1、D2、D3表示。 2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 3. 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数 码管上显示，选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人 将系统清除为止。 4. 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间为8秒。当主持人启动"开始"键后， 定时器进行计时（0-7）。 5.主持人没有闭合开关之前，有人抢答，数码管显示对应的选手编号，且红灯亮，当 所有选手闭合自己对应的开关时，编号数码管清为0。 6. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，计数器停止工作，显示器上显示 选手的编号和抢答的时间,绿灯亮，并保持到主持人将系统清除为止。 7. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，定时显示器上显示8,且黄灯亮以 示警告时间已到,若有人抢答，显示抢答人组号并锁存,直到主持人将系统清零， 即黄灯灭，两个数码管显示都为0。
二、 实验框图： 1、设计方案 ： 抢答器具有锁存、定时、显示功能。抢答之前，两个数码管显示为0，即主持人没有按下开始按钮之前，有人抢答，亮红灯给以警告，数码管显示对应的选手编号，当选手闭合自己的开关时，对应数码管显示为0；当主持人按下开始按钮后，进行抢答，若有人抢答，锁存器锁存选手号和抢答时的时间，同时亮绿灯，直到主持人清零，系统才能再次正常工作；如果时间已到，没有人回答，黄灯亮，即在8秒的时刻，如果有选手抢答，锁存器锁存选手号，数码管并将选手号显示出来，直到主持人清零。 2、系统框图 ： 当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行计时，并通过译码器在数码管中显示。当某选手按开关键时，通过控制电路控制锁存器的使能端，并在锁存器中锁存，在输出端产生相应的开关电平信息，然后在译码器中译码，将编码器输出的8421BCD 转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。 161全加器 抢答按钮 75锁存器 48译码器 显示译码 555秒脉冲产生器器 48译码器 显示译码 控制电路 主持人开关 报警灯
摘要 现代生活中，数字电路产品与我们接触的是越来越平凡了，包括计算机、电子表、智能仪器表及其它很多领域中，它给我们带来的不仅是工作上的方便，而且也给我们的生活娱乐添滋加彩。这次EDA课程设计中，我做的是四人抢答器，基于设计要求，本文主要是从锁存器及计数器功能和VHDL语言着手，但侧重点在用VHDL语言上。首先简单介绍一下数字电路、EDA、VHDL等的有关知识，其次介绍了一下设计要求和我的设计构想，再运用VHDL语言特点，写出程序代码，最后是一些总结和抢答器部分实验电路图与倒计时设计的电路图和用MAX+PLUSII软件仿真的结果部分图附录等部分。 关键词：置位；复位；锁存；计数器；七段显示器；MAX+PLUSII；译码器 目录 摘要： (1) 引言: (2) 一、设计任务及要求: (2) 二、题目分析与整体构思: (2) 三、VHDL程序设计: (3) 四、心得体会及模型评价与推广: (5) 附录: (6) 参考文献: (10)
引言 数字电路主要是基于两个信号（我们可以简单的说是有电压和无电压），用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路我们称之为数字电路，它具有逻辑运算和逻辑处理等功能，数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。 EDA技术又称电子设计自动化，它是为解决自动控制系统设计而提出的，从70年代经历了计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程（CAE），电子系统设计自动化（ESDA）3个阶段。前两个阶段的EDA产品都只是个别或部分的解决了电子产品设计中的工程问题；第三代EDA工具根据工程设计中的瓶颈和矛盾对设计数据库实现了统一管理，并提出了并行设计环境概念，提供了独立于工艺和厂家的系统级的设计工具。 VHDL（VERY HIGH SPEED INTEGRA TED CIRCUIT HARDW ARE DESCRIPTION LANGUAGE）语言最早是有美国国防部提出的，它支持行为领域和结构领域的硬件描述，并且可以从最抽象的系统级一直到最精确的逻辑级，在描述数字系统时，可以使用前后一致的语义和语法跨越多个层次，并且使用跨越多个级别的混合描述模拟该系统。因此，它可以由高层次行为描述子系统及低层次详细实现子系统所组成的系统模拟。它有两个版本IEEEStd1076-1987[LRM87]和IEEEStd1076-1993[LRM93]，他们并不完全兼容，但做一些修改就可以兼容了。 许多公司都为VHDL开发出了编译和仿真软件，其中Max+plusII(或写成Maxplus2,或MP2) 是Altera公司推出的的第三代PLD开发系统(Altera第四代PLD开发系统被称为：QuartusII，主要用于设计新器件和大规模CPLD/FPGA).使用MAX+PLUSII的设计者不需精通器件内部的复杂结构。设计者可以用自己熟悉的设计工具（如原理图输入或硬件描述语言）建立设计，MAX+PLUSII把这些设计转自动换成最终所需的格式。其设计速度非常快。对于一般几千门的电路设计，使用MAX+PLUSII，从设计输入到器件编程完毕，用户拿到设计好的逻辑电路，大约只需几小时。设计处理一般在数分钟内内完成。特别是在原理图输入等方面。 一、设计任务及要求： 本设计要求做一个四人抢答器，并要求当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应 显示灯亮并报警，此时抢答器不再接受其他输入信号。电路具有回答问题时间控制功能。要求回答问题时间小于等于100s（显示0-99），时间采用倒计时方式。当到达限定时间，发出警告。 二、题目分析与整体构思： 对于一个四人抢答器，四个选手在电路中的起始控制作用是一样的，当裁判员宣布开始抢答时，谁先按下他前面的控制开关，他的灯就会亮，而且这时其他人再怎么按，也就不会亮了，说明每个人对其他人都有一个先发制人的作用，及每个人都在时间控制下，能锁存住其他选手的功能。当有一个指示灯亮了，计数器就开始从99开始倒计时，到0时还要警告声，这样计数器开始工作就是在指示灯的指示下工作。 可以设四个人分别为输入端A，B，C，D；因为四个输入端在VHDL中，要求四个输入端
六路数字抢答器设计方法 王亚静 摘要：有许多比赛活动中为了准确、公正、直观的判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过灯光等手段指示出第一抢答者。同时，还可以设置记分、犯规及奖惩记录等多种功能。电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，开始抢答，如有参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮显示出抢答者的组别。此时，电路应具备自锁功能，使其他组的抢答开关不起作用。 关键词：第一抢答者 抢答器 锁存 复位 自锁功能 一．设计任务与技术要求 1、设计任务 设计制作一个可供6组选手参加比赛的数字式竞赛抢答器。 2、技术要求 (1) 抢答器同时供6名选手或6个代表队比赛，分别用6个按钮S1、S2、S3、S4、S5、S6表示。 (2) 设置一个系统清除和抢答控制开关S0，该开关由主持人控制。 (3)抢答器具有锁存与显示功能。即具有第一个抢答信号的鉴别和数据锁存的功能。抢答开始后，若选手按动抢答按钮，锁存相应编号，相应灯亮起，并封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 二．总体方案设计及电路的工作原理： 1. 总体方案 数字式抢答器原理框图如图1所示。它由主体电路组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能亮起相应灯泡同时横封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
图1 2.工作原理 工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到"清零"状态，抢答器处于禁止状态，编号二极管灭灯；主持人将开关置“开始”状态，宣布"开始"抢答器工作。选手抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、二极管发光显示。如果再次抢答必须由主持人再次操作"清除"和"开始"状态开关。计数输入由秒脉冲发生器提供。 三.单元电路的设计及电路图 1.抢答电路 抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。这里选用6D触发器74LS174，其电路图如图2所示。 图2 其工作原理是： 当开关S置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S1），74LS174的输出Q1=1,二极管D1发光。此外，Q1＝1，经非门过74HC30输出为高电平，74LS174处于禁止状态，封锁其他按键的输入，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将 S0开关重新置“清零”， 6D触发器74LS174的CLR端为低电平，输出端（Q1~Q6）全部为低电平，于是二极管灭灯；然后再进行下一轮抢答。 2.反馈电路 这部分电路是用8与非门74HC30和6个非门构成，电路图如图3.
设计题目 三路抢答器的PLC控制 1 主要内容 该抢答器作为智力竞赛的品判装置，根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据答题情况用灯光、声音显示其答题正确、错误及违规，在主持人的操作下，对答题者所显示的分数值进行加分、减分或违规扣分。 2 具体要求 1.主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，若10s内无人抢答，则有声音提示，说明该题无人抢答，自动作废。 2.主持人提出问题在未按下启动按钮（开始抢答）之前抢答，则违规，抢答器报出违规信号，并作减分处理。 3.主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮的信号有效，后按下的按钮信号无效。 4.主持人按下计时按钮，开始计时。答题时间为1min，答题过程中有灯光提示时间，时间到并有声音指示。 5.抢答器有数码显示器显示各答题者的分数，由主持人控制，答对者加10分，答错者减10分，违规者扣5分，减分计算中若出现负分作0分处理。 6.答题完毕按下复位按钮，恢复抢答器原始状态，为下一轮抢答做好准备。 答题过程中灯光、音响的安排及注意事项见课程设计指导书。 在上述具体的要求下，完成硬件电路的制作和接线，PLC控制程序的设计及联机调试，直至满足要求。 3 进度安排
1.理解课程设计内容及设计要求，查阅资料（第一周的星期一）。 2. PLC外围硬件电路的制作和接线，构思设计方案（第一周的星期二至星期三）。 3. PLC控制程序设计、程序调试及系统的总体调试，撰写课程设计报告（第一周的星期四至第二周星期四）。 4. 课程设计答辩、批改设计报告，登载成绩（第二周星期五）。 4 完成后应上交的材料 PLC外围硬件连接电路、程序清单及课程设计总结报告。 6 总评成绩 指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日 目录 绪论 (3) 第一章系统设计内容及要求 (1) 第二章硬件设计 (3) 2.1硬件选取 (3) 2.1.1 三菱PLC可编程控制器 (3) 2.1.2 按钮板块 (3)
课程设计说明书 题目名称：四组抢答器plc课程设计 系部：机械工程系 专业班级：机械化13-1班 学生姓名： 学号：2013233 指导教师：全瑞琴 完成日期：2017年1月8号
新疆工程学院 课程设计评定意见 设计题目四组抢答器plc课程设计 系部机械工程系专业班级机械化13-1班学生姓名学生学号2013233 评定意见： 评定成绩： 指导教师（签名）：年月日
（此页背书） 评定意见参考提纲： 1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2、学生的勤勉态度。 3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
新疆工程学院 机械工程系系(部)课程设计任务书 2015-2016 学年第一学期2016 年 1 月10日 教研室主任（签名）系（部）主任（签名）
摘要 随着微处理器、计算机和数字通讯技术的飞速发展，计算机控制已扩展到了所有控制领域。而实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。目前市场上已有的各种各样的智力竞赛抢答器绝大多数是早期设计的，本设计要求就是利用PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用PLC本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。设计是利用PLC(Programmable Logic Controller)对PLC控制的四路智力抢答器进行控制。首先选择这个题目之后我对本次设计进行了全面的思考。使自己对本次设计有一个大致的总体思路然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理以及它的一些工作过程分析后得 出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。考虑到只是PLC控制的四路智力抢答器则输出端口需要9个,输入端口需要6个,由于PLC具有可靠性高、体积小、通用性、使用方便等优点因此我决定选用SIMATIC S7-200 系列的CPU226和数字量扩展模块EM223作为本次设计的PLC。具有方便灵活维护使用方便等特点。 关键词: 可编程控制器抢答器 PLC 模拟电路数字电路
课程设计说明书
题目: 基于 PLC 的六路抢答器系统设计
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《数字电子技术》课程设计报告 8路智力抢答器 设计与制作 设计要求： 1、可同时供8名选手或8个代表队参加比赛； 2、主持人控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答 的开始； 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能； 4、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由 主持人设定； 5、具有报警功能。 成绩：评阅人： XX科技学院理学院
8路智力抢答器 设计与制作 8路智力抢答器是一种用数字电路技术实现由主持人控制、定时抢答、报警功能的装置。他是在规定的时间内进行抢答。一旦有人抢答，显示器上会同时显示抢答时间和抢答选手号码。当超出规定时间时，即使抢答，不会显示选手号码。 8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时序电路。通过此次设计与制作，进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。 一、设计要求 （一）设计指标 1、计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、 2、 3、 4、 5、 6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0——S7。 2、给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管行显示出选手的编号，
同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 4、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30s）。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响。 5、参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 6、如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。 （二）设计要求 1、画出电路原理图（或仿真电路图）； 2、元器件及参数选择； 3、电路仿真与调试； （三）制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。 （四）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 二、原理框图 抢答器系统原理框图如下所示。它由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路完成基本抢答后，选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答，扩展电路完成定时
抢答器实验报告 一、 抢答器的功能介绍： 1、 基本功能： （1） 抢答器同时供6名选手比赛，分别用6个按钮S0 ~ S5表示。 （2） 设置一个系统清除和抢答控制开关S ，该开关由主持人控制。 （3） 抢答器具有锁存与显示功能。即优先锁存抢答选手的编号，并显示在数码管上，扬声器发出音响提示。此时其它选手再按键无效。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 → →→ 2、 扩展功能： （1） 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时显示。主持人按“开始” 键前抢答给以警告，抢答选手的LED 闪烁 （2） 参赛选手在设定的时间内抢答后，定时器停止减计时。 （3） 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。 二、抢答器总体方案设计及原理图； 1、总体方案图 （1）主持人有开始键和复位键，按下开始键后才能开始抢答，否则犯规。其他六个人设有六个按键。按键中加有除颤装置。
（2）抢答后选手的号码用数码管显示，正常抢答后显示抢到的选手号码，并有铃声响起,如果在主持人按开始键前有人抢答，则选手的指示灯会闪烁，并有报警音响起。 （3）如果10秒内没有抢答，则说明该题超时作废。 三、 1、键入模块 选 手 、 主持人未开始， 选手抢答，指示
（1）、除颤装置 除颤装置的原理是：在按键操作时，机械触点的弹性及电压跳动等原因。在触点闭合或开启的瞬间会出现电压的抖动，如果不进行处理就会造成误操作。按键去抖动的关键在于提取稳定的低电平状态。如果连续几次为低电平，可以认为信号已经处于稳定状态，此时输出一个低电平按键信号。即：当给与D触发器一个100hz的脉冲信号，选手按键后（为低电平）经过多个D触发器触发，最后输出稳定的低电平。（2）、总的键入装置
广东工贸职业技术学院 2010~2011学年第二学期 PLC课程设计指导书 题目：九路抢答（PLC可编程控制器应用） 课程名称《PLC及组态课程设计》专业电子信息适用年级 09级 班级 09电信班1、2 指导教师 _侯益坤、伍勤谟 · 一、课程设计的目的 PLC的课程设计是在完成本课程内容的课堂教学和实践之后进行的。目的是通过对一个实际应用课题的设计，初步掌握PLC控制系统的设计方法，从了解设计要求，运用所学知识并查阅有关技术资料进行系统设计，到模拟安装调试，然后整理有关技术资料，编写设计说明书，使学生得到一次系统的训练，从而对本课程理解更深刻，更清楚，更重要的是提高应用理论知识解决实际问题的能力。 课程设计应以培养学生的能力为主，要求学生在独立完成设计任务的同时，注意多方面能力的培养和提高，主要包括以下几方面： （1）综合运用专业及基础知识解决实际工程技术的能力。 （2）独立工作的能力和创造能力。 — （3）查阅技术资料和各种工具书的能力。 （4）工程绘图能力。
（5）撰写技术报告和编制技术资料的能力。 因此，在课程设计教学中，应以学生为主体，让其充分发挥自主性和创造性。教师的作用主要体现在工作方法的指导和思维方法的引导，以及设计技术把关上面。 二、系统方案设计要求说明 在很多竞赛活动中，经常用到抢答器。对抢答器的控制要求是：当多个输入信号输入时，抢答器只接收第一个到来的信号，而不接收后面到来的输入信号并使第一个到来的输入信号相应的灯或铃有反应。 本系统中设有9个抢答输入按钮、一个复位按钮、一个开始按钮,一个七段数码管，一个蜂鸣器,一个3S兰灯,一个5S黄灯，一个红色违规指示灯。 】 本系统可提供九个抢答台,在主持人的主持下,参赛人通过抢先按下按钮回答问题。 在抢答开始前，主持人应按下复位按钮使系统复位，做好抢答准备。 当主持人说开始，并同时按下开始按钮，抢答开始,并限定抢答时间为10s。 若抢答者在抢答开始前抢先输入，则属违规要显示该台台号，同时蜂鸣器以秒的周期响, 红色违规指示以1秒的周期闪烁，以便扣分惩罚。 若在开始之后到3s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，同时3s兰灯点亮、蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应兰灯点亮额外奖励加分。 若在3s之后到5s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，同时5s黄灯点亮、蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应黄灯点亮额外奖励加分。 若在5s之后10s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对给予基本加分
《基础强化训练》报告书 题目：三路抢答器 专业班级：电子0903 学生姓名： 指导教师： 武汉理工大学信息工程学院 2011 年7 月8 日
基础强化训练任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：武汉理工大学 题目：三路抢答器的PCB板设计 一、训练目的 主要目的就是对学生进行基础课程、基本技能、基本动手能力的强化训练，提高学生的基础理论知识、基本动手能力，提高人才培养的基本素质。 二、训练内容和要求 1、基础课程和基本技能强化训练 (1)设计一个三路抢答器电路； (2)对所设计电路的基本原理进行分析； 2、文献检索与利用、论文撰写规范强化训练 要求学生掌握基本的文献检索方法，科学查找和利用文献资料，同时要求学生获得正确地撰写论文的基本能力，其中包括基本格式、基本排版技巧和文献参考资料的写法、公式编排、图表规范制作、中英文摘要的写法等训练。 3、基本动手能力和知识应用能力强化训练 (1)学习PROTEL软件； (2)绘制电路的原理图和PCB版图，要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范； 4、查阅至少5篇参考文献，按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写基础强化训练报告书，全文用A4纸打印。 三、初始条件 计算机；Microsoft Office Word 软件；PROTEL软件 四、时间安排 1、2011年7 月11日集中，作基础强化训练具体实施计划与报告格式要求的说明； 学生查阅相关资料，学习电路的工作原理。 2、2011 年7 月11 日，电路设计与分析。 3、2011 年7 月12日至2011 年7 月14日，相关电路原理图和PCB版图的绘制。 4、2011年7 月15日上交基础强化训练成果及报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日
基于51单片机的4人抢答器设计 设计要求： 以单片机为核心，设计一个4位竞赛抢答器：同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮S0～S3表示。 设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。 当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间为0.5s左右。 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。 工作原理： 通过键盘改变抢答的时间，原理与闹钟时间的设定相同，将定时时间的变量置为全局变量后，通过键盘扫描程序使每按下一次按键，时间加1（超过30时置0）。同时单片机不断进行按键扫描，当参赛选手的按键按下时，用于产生时钟信号的定时计数器停止计数，同时将选手编号（按键号）和抢答时间分别显示在LED上。
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《数字电路与逻辑课程设计》报告 （本科） 题目三人抢答器设计 专业网络工程 班级 1305022 学号 11 姓名牟黎明评定成绩 指导教师李小平、易兴兵 完成时间 2015年 6月1日----2015年6月5日 电子工程学院 二零一五年五月
一、实习目的： 1. 数字电子技术知识的综合应用，包含： (1)门电路的应用 (2)编码器的应用 (3)JK触发器的应用 (4)显示译码器的应用 (5)七段数码显示器的应用 2. 学习电路安装图的绘制方法。 3. 学习电路的调试方法。 二、实习设备及实验器件清单： 实验器件： 1.双下降沿JK型触发器74LS112 2个 2.三3输入与非门74LS10 2个 3.四2输入与非门74LS00 2个 4.4线-七段译码器/驱动器74LS48 1个 5.LED共阴极显示器AR547 1个 6.触发开关5个 7.10K电阻5个 8.1K电阻3个 9.铜导线若干 10.锡焊丝若干
实验工具： 1.电烙铁每组一个 2.剪刀每组一把 3.镊子每组一把 4.学生电源每两组一个 5.图纸每组一张
三、实习内容 1. 原理方框图 2. 电路原理图
3. 抢答流程图 四、阐述电路工作原理。 当主持人按动复位开关SW对前一次的记录进行清除，座位显示器显示“0”，进入抢答准备阶段，但此时选手无法抢答（抢答无效，信号被封锁）。 当主持人按动开关SW1时，进入抢答时段，锁存电路输出高电平作用于触发器1、2、3的JK端。抢答信号（K1、K2、K3）以负脉冲形式作用于JK触发器时钟端，最早抢入的输入信号使该电路触发器最先翻转，输出的抢答信号一路经门F4、F5以下降沿作用于锁存电路（JK 触发器，工作于置“0”状态）时钟端，输出低电平使三路JK触发器的工作状态由“翻转”变为“保持”，后续的抢答信号不能使其他触发器产生翻转。这样就封锁了后到的信号。输出的抢答信号同时以低电平驱动座位提示灯。 三路JK触发器输出的组合信号经门电路F1、F2、F3、F6、F7、组成的识别电路，驱动座位显示电路，以数字显示的方式显示抢答成功选手座位号。 五、三人抢答器安装图绘图纸的设计。
六路数字抢答器设计报告 目录 一、任务设计和要求 (2) 二、设计方案与论证 (4) 三、电路设计计算与分析 (5) 3.1 主持人控制电路 (5) 3.2 10S倒计时电路 (7) 3.3 控制显示电路 (10) 3.4 主要元器件介绍 (12) 四、总结与心得 (18) 五、附录 (19) 附录一：元器件清单 (19) 附录二：六路抢答器原理图 (20) 附录三：六路抢答器的仿真 (21) 六、参考文献 (22) 1
一、设计任务和要求 六路数字抢答器的设计任务如下： 1．主持人按动启动按钮，抢答开始，同时开始10秒倒计时。 2．6名抢答选手编号分别为1-6，各自控制一个按钮进行抢答，有人按下时扬声器给出声音提示，倒计时电路停止计时，同时显示抢答选手的号码。 3．选用七段LED作为显示器。 4.完成电路的理论设计。 5.参数的计算和有关器件的选择。 6. 对电路进行仿真。 7.撰写设计报告书一份：A3图纸1张。报告书要求写明以下内容：（B5纸） （1）总体方案的选择和设计 （2）各个单元电路的选择和设计 （3）仿真过程的实现 课程设计要求如下： 课程设计大体可分成以下三个阶段： 1.设计与计算阶段 学生根据课程设计任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证和选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路 2
进行选择和设计计算，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图，选用元件一览表。 2.计算机仿真及电路制版 运用仿真软件EWB或MULTISIM对设计电路进行仿真，排除电路故障、调整元器件参数、修改电路，使之达到设计指标要求。最后使用PROTEL软件完成对电路的PCB制版（选作）。 3.撰写设计报告阶段 设计报告是学生对课程设计全过程的系统总结。学生应按规定的格式撰写设计报告。设计报告的主要内容有： 1)课题名称。 2)设计任务和要求。 3)方案选择与论证。 4)原理框图，总体电路图、计算机电路仿真图，以及它们的说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。 5)收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。 3
三人抢答计时器 一、摘要 智力竞赛抢答计时器是一名公正的裁判员，它的任务是从若干名参赛者中确定出最先的抢答者，并要求参赛者在规定的时间里回答完问题。 二、设计要求 1.设计一个三人参加的智力竞赛抢答计时器。 2.当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应显示灯亮并伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入的信号。 3.电路具有回答问题时间控制功能。要求回答问题的时间小于等于100秒（显示0～99），时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响以示警告。 三、给定条件及元器件 1.要求电路主要选用中规模CMOS集成电路CC 4000 系列。 2.电源电压为5 ~ 10 V 。 3.本设计要求在数字电路实验箱上完成。 四、设计内容 1.电路各部分的组成和工作原理。 2.元件器的选取及其电路图和功能。 3.电路各部分的调试方法。 4.在整机电路的设计调试过程中，遇到什么问，其原因及解决的办法。 五、电路组成和工作原理
图（一） 根据上面所说的功能要求，智力竞赛抢答计时系统的组成框如图（一）所示。 它主要由六部分组成； 1、抢答器——是三人抢答计时器的核心。当参赛者的任意一位首先按下抢答开关时，抢答器即刻接受该信号，指使相应发光二级管亮（或音响电路发出声音），与此同时，封锁住其他参赛者的输入信号。 2、抢答控制电路——由三个开关组成。三名参赛者各控制一个，拨动开关使相应控制端的信号为高电平或低电平。 3、清零装置——供比赛开始前裁判员使用。它能保证比赛前触发器统一清零，避免电路的误动作和抢答过程的不公平。 4、显示声响电路——比赛开始，当某一参赛者按下抢答器开关时，触发器接受该信号，在封锁其他开关信号的同时，使该路的发光二极管发出亮光和蜂鸣器发出声响，以引起人们的注意。 5、计时显示声响电路——是对抢答者回答问题时间进行控制的电路。若规定回答问题时间小于等于100秒（显示为0—99），那么显示装置应该是一个二位数字显示的计数系统。 6、振荡电路——它应该提供给抢答器，计时系统和声响电路工作的控制脉冲。
四人智力抢答器课程设计 报告 Prepared on 22 November 2020
数字电子技术课程设计报告 设计课题: 四人智力竞赛抢答器 学院: 专业: 电子信息工程 班级: 2010级电信(1)班 姓名: 学号: 日期 2012年 12月9日——2012年12月23日指导教师:
摘要 在各种智力竞赛场合，抢答器是必不可少的最公正的用具。 通过本学年的《数字电路技术》的学习我们知道了它的原理其实是比较简单的，主要就是通过四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统控制选手的抢答情况，再通过逻辑电路将输入开关、脉冲及输出LED灯、数码管和扬声器连接起来即可。电路由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路主要由74LS175，即4D触发器来构成抢答锁存器，由主持人来控制74LS175的清零端。当清零端为高电平“1”时，选手开始抢答，最先按键的选手相应的LED发光二极管发光，并且扬声器发出声音，同时，由4个Q及门电路组成的锁存电路来控制其他选手再按键时不再起作用。扩展电路主要包括秒脉冲发生电路和定时电路，并且在设计中加入了报警电路，以提示选手和观众。 经Proteus仿真软件验证抢答器原理图无误，可实现设计所要求功能。 关键词：四人智力竞赛抢答器、74LS175、脉冲、锁存器 目录 1 设计任务及要求 (1) 2 比较和选定设计的系统方案、画出系统框图 (1) 方案比较 (1) 系统框图 (3)
3单元电路设计、参数计算和器件选择 (3) 抢答电路设 (3) 定时电路设计 (6) 报警电路设计 (9) 4完整的电路图及电路的工作原理 (10) 完整电路图 (10) 工作原理..............................................................................11 5经验体会. (12) 参考文献 (12) 附录A：系统电路原理图 (13) 附录B：元器件清单 (14)
福州大学电气工程与自动化10级 设计性实验报告 实验目的: 1、掌握电路板焊接技术； 2、学习调试系统电路，提高实验技能； 3、了解竞赛抢答器的工作原理及其结构。 实验所用原件清单： 芯片：74LS175,74LS192,74LS48x2,74LS00,74LS20x2,555,电阻：
R1=1K,R2=10K，电容：C=0.1μF，七段共阴极数码管x2 原理(包括主要公式、电路图)： 如下图所示为四人抢答电路，电路中的主要器件是74LS175型四上升沿D触发器、74LS192可逆十进制计数器和两个译码显示电路。 抢答前先用RD’清零，Q1~Q4均为0，相应的选手编号数码管显示0；Q1’~Q4’均为1，G1输出0，G2输出1，CP1可经过G3输入到74LS175。同时，倒计时数码管被置为9。抢答开始，RD’置1，倒计时开始。若S1首先按下，则D1和Q1均变为1，相应的选手编号数码管显示1（以此类推）；555芯片的4脚接收到高电平，发生振荡，导致喇叭发出声音；同时，G2输出为0，使得175和192芯片不接收脉冲，175芯片进入自锁状态，此时再按S1~S4无效果，而192芯片也停止计时，倒计时数码管保持抢答时的数字不变。若倒计时到0，S1~S4均未按下，则倒计时停止，倒计时数码管保持0；175芯片进入自锁状态。 利用RD’清零，进入下一次抢答。
心得体会及其他： 1、本次设计性实验令我受益匪浅：在设计的过程中，对于各个芯片管脚功能和四路抢答电路原理的学习让我得到了更多知识；对电路板的元件布局锻炼了我的思维能力；在焊接过程中，我又一次提高了我的焊接技术和排查短路、虚焊的能力；在调试过程中，我懂得了分功能、局部进行故障排查，并取得良好效果。 2、故障排查： （1）、电路板电源与地线短路：可逐个对接电源、地的点进行排查（排查时应把它们和响应的电源或地断开）。 （2）、数码管个别段不能发光：怀疑为数码管管脚之间短路，可用电烙铁肃清两脚之间的间隙。 （3）、抢答功能不能实现：抢答功能局部电路接错或虚焊，可用